基于Zn制造技术

本发明专利技术涉及基于Zn

【技术实现步骤摘要】
基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理领域，具体涉及一种基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺。

技术介绍

[0002]在世界能源日渐短缺的环境下，车身轻量化已经成为汽车制造业的主要发展方向之一。目前，汽车制造业主要使用铝合金来代替原来的钢材和镀锌材，以降低车身重量。因此，随着轻量化的逐渐发展，无论是燃油车还是新能源车，铝合金在车身材料中的占比将会越来越大。磷化工艺是汽车生产过程中的重要工序，其可以防止汽车在工序间生锈；同时，在汽车基材表面形成的磷化膜能够增加汽车基材与电泳漆的结合力，能够大幅度提升汽车的耐蚀性能，延长汽车的使用寿命。
[0003]在磷化液中，Zn
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和PO
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是主要成膜物质，因此，磷化液中Zn
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和PO
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的摩尔比对金属材料磷化膜的形成具有绝对影响。磷化补加剂是维持磷化液持续工作的主要添加剂，通常磷化补加剂中Zn
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和PO
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的最大摩尔比为1:3，以Fe为主要成分的金属材料在磷化时所消耗Zn
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和PO
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的摩尔比为1:4，因此，在对铁基金属材料进行磷化时，单纯补加磷化补加剂就可以维持槽液的离子浓度。然而，与铁基材料不同，纯铝材在磷化过程中所消耗的Zn
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和PO
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的摩尔比为1.5:3，因此，在使用磷化补加剂进行离子补充时，在保证磷化补加剂中PO
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、Ni
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、Mn
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、NO3‑
的补给量与铝材磷化所消耗的PO
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、Ni
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、Mn
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、NO3‑
的量相同的前提下，磷化补加剂中Zn
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的补给量是低于铝材磷化所消耗的Zn
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量的，这便造成传统磷化工艺处理含铝材的金属材料时会出现Zn
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浓度下降，进而出现Zn
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和PO
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比例失衡，最终磷化液在处理铝材时磷化功能失效。

技术实现思路

[0004]基于传统磷化技术在处理铝材时会发生Zn
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和PO
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失衡，而最终导致磷化功能丧失这一问题，本专利技术提出一种基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，包括如下步骤：
[0006]1)预脱脂：将含铝工件使用脱脂剂，预脱脂处理1min，将含铝工件表面的杂质、油污及氧化层进行初步去除；
[0007]2)脱脂：将预脱脂后的含铝工件使用脱脂剂，脱脂处理3min，将含铝工件表面的油污及氧化层去除；
[0008]2)水洗：使用工业水，先浸泡1min，然后喷淋1min，去除含铝工件表面残留的脱脂液和污渍；
[0009]3)表面调整：使用表调剂对脱脂后的含铝工件进行表调处理1min；
[0010]4)磷化：将经过表调处理后的含铝工件放入到磷化液中进行磷化处理3min；通过补加磷化补加剂和调整剂，控制磷化体系中Zn
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和PO
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的摩尔比为1:3～1:20。
[0011]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述磷化液，按质量百分比，包括如下原料制成：磷酸20～50％、氧化锌1～10％、双氧水0.1～1％、碳酸锰1～10％、碳酸钠1～10％、硝酸镍1～20％、硝酸铁0.1～3％、水余量。
[0012]更进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述磷化液，按质量百分比，包括如下原料制成：磷酸30～45％、氧化锌2～4％、双氧水0.1～0.5％、碳酸锰1～4％、碳酸钠5～8％、硝酸镍5～15％、硝酸铁0.1～2％、水余量。
[0013]进一步的，上述的基于Zn
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/PO
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述磷化补加剂，按质量百分比，包括如下原料制成：磷酸20～50％、氧化锌1～20％、双氧水0.1～1％、碳酸锰1～10％、碳酸钠1～10％、硝酸镍1～20％、氢氟酸0.1～2％、水余量。
[0014]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述调整剂，选自氟硅酸锌、氧化锌、硫酸锌、硫化锌、硼酸锌、氟硼酸锌、钨酸锌、钼酸锌、锡酸锌、钛酸锌、植酸锌、柠檬酸锌、氢氧化锌、硼氢化锌、氮化锌、溴化锌、甲酸锌、乙酸锌、草酸锌、氯化锌、磷酸锌、磷酸二氢锌、四水氟化锌、碳酸锌、醋酸锌、硝酸锌及其水合物中的一种或两种以上的混合。
[0015]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述调整剂为粉体状态或液体状态。
[0016]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述调整剂为液体状态时，将调整剂与水或乙醇进行混合。
[0017]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述调整剂为液体状态时，溶液的pH值为2～6，锌化合物的含量为10～100000ppm。
[0018]更进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述调整剂为液体状态时，溶液的pH值为3～5，锌化合物的含量为30000～80000ppm。
[0019]进一步的，上述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，所述含铝工件为，纯铝材或铝材与其他任何金属材料以任意比例组合形成的铝合金材料。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术，通过向磷化液中添加调整剂，可以向磷化液中补充Zn
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，调整磷化体系中Zn
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离子浓度始终处于合理区间，满足铝材磷化过程中对Zn...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)预脱脂：将含铝工件使用预脱脂剂，预脱脂处理1min；2)脱脂：将预脱脂后的含铝工件使用脱脂剂，脱脂处理3min；3)水洗：使用工业水，先浸泡1min，然后喷淋1min；4)表面调整：使用表调剂对脱脂后的含铝工件进行表调处理1min；5)磷化：将经过表调处理后的含铝工件放入到磷化液中进行磷化处理3min；通过补加磷化补加剂和调整剂，控制磷化体系中Zn
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的摩尔比为1:3～1:20。2.根据权利要求1所述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，其特征在于，所述磷化液，按质量百分比，包括如下原料制成：磷酸20～50％、氧化锌1～10％、双氧水0.1～1％、碳酸锰1～10％、碳酸钠1～10％、硝酸镍1～20％、硝酸铁0.1～3％、水余量。3.根据权利要求1所述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处理工艺，其特征在于，所述磷化补加剂，按质量百分比，包括如下原料制成：磷酸20～50％、氧化锌1～20％、双氧水0.1～1％、碳酸锰1～10％、碳酸钠1～10％、硝酸镍1～20％、氢氟酸0.1～2％、水余量。4.根据权利要求1所述的基于Zn
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平衡的含铝材料磷化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚旭，周宪民，张蕾，王轶楠，温德森，彭杨，王连，
申请(专利权)人：沈阳帕卡濑精有限总公司，
类型：发明
国别省市：